專利名稱：高速隔離門集成模塊的制作方法
技術領域：
本實用新型是一種通用電子元器件。更具體地說一種能在不共地系統間傳送數字脈沖信號的高速隔離門集成模塊。
已有技術，例如使用光電耦合器件構成的隔離電路，它的脈沖傳輸時間為微秒級，這對于那些需要更高速度傳送脈沖信號的場合是不能滿足要求的。
本實用新型的任務在于提供一種高速隔離門電路，其平均傳輸時間及輸出脈沖的上升、下降時間可以小于50毫微秒；另外，它可以制成1個隔離單元的，也可以制成2個單元的，也可以做成若干個滿足實際需要的隔離單元的電路。
解決上述任務的技術方案的特點是具有一個槽式外殼［20］、它可以由金屬或絕緣材料制成。在所說的槽式外殼里裝有電路板總成［21］、所說的電路板總成由電路板［17］和電路板［18］依靠金屬引腳［19］連接組成。在所說的電路板［17］和［18］上面，裝有若干個隔離單元電路和共用偏壓電路［4］。所說的隔離單元電路［1］由輸入及調制電路［6］隔直電路［2］、隔離變壓器［3］、快速整流濾波電路［5］、輸出接口電路［7］組成。輸入及調制電路［6］的兩個輸入端之一、作為隔離單元電路［1］的輸入端［8］、而它的另一個輸入端作為隔離單元電路［1］的調制脈沖輸入端［9］，它的輸出端與隔直電路［2］的一端相連；隔直電路的另一端與隔離變壓器［3］的一個輸入端相連；隔離變壓器的另一輸入端與大地或模擬地相連，隔離變壓器的輸出端a或者a、c與快速整流濾波電路［5］的輸入端相連，輸出端b與偏壓電路［4］的輸出端相連；快速整流濾波電路的輸出端與輸出接口電路［7］的輸入端相接，而另一端與模擬地或大地相連；輸出接口電路的輸出端作為隔離單元電路［1］的輸出端［10］；偏壓電路［4］的輸入端［11］輸入偏置電壓，而另一端與模擬地或大地相連。高速隔離門集成模塊的輸入端［8］與輸出端［10］數量相等、兩兩相對；并有一個調制脈沖輸入端［9］和一個偏置電壓輸入端［11］，另有一個端接大地，一個端接模擬地。所說的輸入及調制電路［6］可以由正負邏輯的與門、與非門等電路構成。所說的隔直電路由電容器構成。所說的隔離變壓器有初級、次級線圈，初級線圈一組，有兩個輸入端，當快速整流濾波電路采用半波整流則次級線圈有兩個輸出端a、b，當快速整流濾波電路采用全波整流則次級線圈有中心抽頭，這樣就有3個輸出端a、b、c。圖(四)上是半波整流接線方法；圖(五)是全波整流接線方法。快速整流濾波電路［5］由二極管［12］、電阻器［13］和電容器［14］構成。半波快速整流濾波電路，二極管［12］的負極與電阻器的一端、電容器［14］的一端相連作為該電路輸出端、二極管的正極作為該電路的輸入端，電阻器的另一端與電容器的另一端相連作為該電路的接地端(模擬地或大地)。全波快速整流濾波電路，2個二極管［12］的負極與電阻器［13］的一端及電容器［14］的一端相連作為該電路的輸出端；2個二極管的正極作為該電路的輸入端；電阻器的另一端和電容器的另一端相連作為接地端(模擬地或大地)。輸出接口電路［7］可以由反相器、驅動器、譯碼器、鎖存器、觸發器、與門、與非門、或門、或非門、電壓比較器等電路構成。偏壓電路［4］由二極管［15］與電阻器［16］構成，二極管的正極與電阻器的一端相連作為電路的輸出端，電阻器的另一端作為該電路的偏置電壓輸入端，二極管的負極作為接地端(模擬地或大地)。具體的電路原理和結構將結合下面的實施例說明圖(一)是高速隔離門集成模塊的外型圖；圖(二)是電路板總成的構型圖；圖(三)是外殼圖；圖(四)是高速隔離反相門集成模塊電路圖；圖(五)是全波快速整流濾波電路的線路圖；圖(六)是電路板［17］的安裝圖；圖(七)是電路板［18］的安裝圖。
圖(一)是六單元高速隔離門集成模塊，它的16個引出腳由導電性好，彈性好的金屬制成，8個為一列、兩列平行相對，腳間距離按集成電路插座國際通行標準制造。
圖(二)的電路板總成靠16個引腳連結，堅固可靠。
圖(三)的外殼使用金屬材料制造。
圖(四)是本實用新型的一種實施電路的方案。圖中輸入及調制電路［6］使用與非門電路；快速整流濾波電路［5］是半波整流型的；輸出接口電路［7］使用反相器電路。從調制脈沖輸入端［9］送入的是連續高頻脈沖，從偏壓電路送入的是5V電壓。當某個隔離單元電路的輸入端［8］輸入為高電平“1”時，與非門［6］輸出是高頻脈沖，其頻率與調制脈沖輸入端［9］送入的高頻脈沖頻沖率相同，此高頻脈沖通過隔直電容［2］輸入隔離變壓器［3］、由電磁感應，在次級線圈上得到一個同頻率的高頻脈沖信號，此脈沖信號經快速整流濾波電路［5］整流、濾波變成高電平，此高電平經輸出反電器［7］，輸出為低電平“0”。反之，如某個隔離單元電路的輸入端［8］輸入為低電平“0”時，則與非門［6］輸出不再是高頻脈沖，而是一高電平“1”，此時隔離變壓器［3］次級繞組上無高頻脈沖輸出，快速整流濾波電路［5］的輸出為低電平“0”，此低電平經輸出反相器［7］，輸出為高電平“1”。因為圖(四)中各隔離單元電路的輸入和輸出信號反相，構成了隔離反相器。
偏壓電路［4］為各個隔離單元電路中的快速整流濾波電路［5］中的二級管［12］提供一個正向偏壓，以提高整流效率。在隔離單元電路［1］中，如果使用輸出功率較大的輸入及調制電路［6］，又使用輸入短路電流較小的輸出接口電路［7］，那未偏壓電路［4］可以省略。
圖(五)的全波整流濾波電路，可以減少該電路中RC濾波電路的時間常數，進一步提高脈沖傳輸速度。
若輸入及調制電路用74SOO，隔直電路用100PF電容器，二極管［12］用2CK70，電阻器［13］采用1K，電容器［14］用15PF，輸出接口電路用74SO4，二極管［15］用2CK70，電阻器［16］采用200Ω，調制脈沖輸入端［9］送入70MHZ高頻脈沖，偏置電壓為5V。那末本實施例具有以下技術指標1、平均傳輸時間小于50毫微秒；2、輸出脈沖的上升、下降時間小于50毫微秒；3、隔離電容小于20PF(六單元)；4、隔離電阻大于100MΩ；5、耐壓大于500V(直流)。
本實用新型的制造可以用分立元器件，也可以除隔離變壓器外全部集成化制造成固體電路。
權利要求1.一種能在不共地系統間傳送數字脈沖信號的通用電子元件，具體的說是一種高速隔離門集成模塊，其特征是有若干個隔離單元電路[1]和共用偏壓電路[4]，所說的隔離單元電路[1]由輸入及調制電路[6]，隔直電路[2]、隔離變壓器[3]、快速整流濾波電路[5]、輸出接口電路[7]組成，輸入及調制電路[6]的兩個輸入端之一，作為隔離單元電路[1]的輸入端[8]，而它的另一個輸入端作為隔離單元電路[1]的調制脈沖輸入端[9]，它的輸出端與隔直電路的一端相連；隔直電路的另一端與隔離變壓器[3]的一個輸入端相連；隔離變壓器的另一輸入端與大地或模擬地相連；隔離變壓器的輸出端a或者a、c與快速整流濾波電路[5]的輸入端相連，輸出端b與偏壓電路[4]的輸出端相連；快速整流濾波電路的輸出端與輸出接口電路[7]的輸入端相連，而另一端與模擬地或大地相連；輸出接口電路的輸出端作為隔離單元電路[1]的輸出端[10]；偏壓電路[4]的輸入端[11]輸入偏置電壓，而另一端與模擬地或大地相連，高速隔離門集成模塊的輸入端[8]與輸出端[10]數量相等、兩兩相對；并有一個調制脈沖輸入端[9]和一個偏置電壓輸入端[11]，另有一個端接大地，一個端接模擬地。
2.根據權利要求1所述的高速隔離門集成模塊、其特征在于所說的隔直電路［2］由電容器構成。
3.根據權利要求1所述的高速隔離門集成模塊、其特征在于所說的隔離變壓器［3］的初級線圈有兩輸入端；次級線圈有中心抽頭，成為有a、b、c三個輸出端。
4.根據權利要求1所述的高速隔離門集成模塊、其特征在于所說的隔離變壓器［3］的初級線圈有兩輸入端；次級線圈有兩輸出端a、b。
5.根據權利要求1所述的高速隔離門集成模塊，其特征在于所說的偏壓電路［4］由二極管［15］和電阻器［16］構成的三端元件；二極管的正極與電阻器的一端相連，作為偏壓電路輸出端；電阻器的另一端作為偏壓電路輸入端，二極管的負極接模擬地或大地端。
6.根據權利要求1、2、3或4、5所述的高速隔離門集成模塊，其特征在于所說的輸入及調制電路［6］是由正負邏輯的與門電路構成。
7.根據權利要求1、2、3或4、5所述的高速隔離門集成模塊，其特征在于所說的輸入及調制電路［6］是由正負邏輯的與非門電路構成。
專利摘要本實用新型是一種高速隔離門集成模塊，是一種能在不共地系統間傳送數字脈沖信號的通用電子元器件。本實用新型提高了脈沖傳輸速度，其平均傳輸時間及輸出脈沖的上升、下降時間可以小于50ns。它由外殼，以及焊有導電引腳、偏壓電路、輸入及調制電路、隔直電路、隔離變壓器、快速整流濾波電路、輸出接口電路的電路板組成。
文檔編號H01L27/02GK2047450SQ8820968
公開日1989年11月8日 申請日期1988年8月20日 優先權日1988年8月20日
發明者林家義 申請人:林家義